M ashina va mexanizmlarning tuzilish asoslari. Kinematik juftlar va kinematik zanjirlar nazariyasi. Mexanizmlarni erkinlik darajasi

Bir-biriga tegib turuvchi bo`g’inlarning qo`zg’aluvchan bog’lanishiga kinematik juft deb ataladi.
Bo`g’inlarning doimo tutashishda bo`lishi kinematik juftning konstruktsiyasi yoki qandaydir kuch orqali ta`minlanadi. Har bir juftlik o`z elementiga ega. Bo`g’inlarning bir-biri bilan tegib turuvchi yuzalari, chiziqlari yoki nuqtalari kinematik juft elementlari deyiladi.
1-jadvalda turli elementlardan iborat kinematik juftlarga misollar keltirilgan. Bo`g’inlar harakatida kinematik juft elementlari o`z harakterini (turini) o`zgartirmaydi. Masalan, tsilindr tekislikda.




2.2-rasm. Tekislikda tsilindr


Bunda juftlik elementi chiziqdir va harakatda nuqtaga yoki tekislikka aylanmay o`zgarmas holda bo`lishi kerak.
Kinematik juft bo`g’inlar nisbiy harakatini o`rganishda bo`g’inlardan birini fikran qo`zg’almas deb, ikkinchisini harakatlantirish kerak. Masalan, 2.2-rasmda 1-tekislikni fikran qo`zg’almas deb qabul qilib, 2-tsilindrni turlicha harakatlantiramiz.

Bunda 4ta nisbiy harakatlar: strelka bilan ko`rsatilgan 2ta aylanma va 2ta ilgarlanma harakatlar sodir bo`ladi. Bir necha bo`g’inlar bir-biri bilan bog’lanishi natijasida kinematik zanjir hosil bo`ladi. 1-rasmda ko`rsatilgan mexanizm ham kinematik zanjir hisoblanadi. Bu haqda batafsil navbatdagi ma`ruzalarda bayon qilinadi.

2.2. Kinematik juftlar va kinematik zanjirlar klassifikatsiyasi.

MMN fanida harakatlanuvchanlik fundamental tushuncha bo`lib, mexanizmlarning tuzilish asosi hisoblanadi.

Mexanizm bo`g’inlarining fazoda siljiy olish xususiyati harakatlanuvchanlik deb tushuniladi.
Har qanday siljish (qo`zg’alish) jismning holatini xarakterlovchi ma`lum koordinat sistemasida koordinatalarning o`zgarishi bilan birgalikda bo`ladi. Bu o`zgaruvchan koordinatalar erkinlik darajasi deb ataladi va bo`g’inni harakatlanuvchanlik o`lchovi sifatida xizmat qiladi. O’zgaruvchan koordinatalar soni bo`g’inning erkinlik darajasiga teng bo`ladi.
Shuningdek, harakatlanuvchanlikni aniqlashning boshqa usuli, ya`ni bir bo`g’inni ikkinchisiga nisbatan qabul qilingan koordinat sistemasi o`qlari bo`ylab va ular atrofida bir-biriga bog’lanmagan oddiy harakatlari soni orqali aniqlashning kinematik usuli ham qo`llaniladi. Bunday bir-biriga bog’lanmagan harakatlarni ham erkinlik darajasi deb ataladi.
Harakatlanuvchanlik va erkinlik darajasi ko`p hollarda bir ma`noni anglatadi.
Harakatlanuvchanlik tushunchasini erkin bo`g’inlardan tashqari kinematik juftlar va zanjirlar kabi bog’langan sistemalarga ham qo`llash mumkin.
Bo`g’inlar bir-biri bilan bog’langanda ba`zi erkinliklarni yo`qotadi. Bog’lanishning ta`siri bog’lanish sharti deb ataluvchi cheklanishlar soni bilan baholanadi. Har bir bog’lanish sharti bitta erkinlikni yo`qotish yoki oddiy harakatdan mahrum bo`lishni bildiradi.
Bog’lanishlar tabiati turlicha bo`lib, ba`zilari mexanik harakatda, boshqalari elektromagnit, aero-gidrodinamik va boshqa hodisalarga asoslanadi.
Biz asosan bo`g’inlarning koordinatalariga bog’lik bo`lgan geometrik yoki golonom bog’lanishlarni o`rganamiz.
AV-bo`g’inning fazodagi holati mustaqil 6 ta-uchta chiziqli X<sub>A</sub>, U<sub>A</sub>, Z<sub>A</sub> va uchta burchakli koordinatalari bilan ifodalanadi. Natijada bo`g’inni erkinligi f=6 ga teng.
Tekislikda joylashgan bo`g’in holati (2.3-rasm) u bilan qattiq bog’langan AV to`g’ri chizig’ining holati bilan aniqlanadi.


2.3-rasm.
To`g’ri chiziqning tekislikdagi holati esa X<sub>A</sub>,Y<sub>A</sub>, koordinatalari bilan ifodalanadi. To`g’ri chiziq koordinat o`qlari bo`ylab 2 ta ilgarilanma (S_x S_y) va aylanma ( ) harakat qilishi mumkun. Shunday qilib, erkin bo`g’in tekislikda 3 ta erkinlik darajasiga ega (f=3).